核主泵葉輪數(shù)控加工工藝與抗應力腐蝕特性規(guī)律研究.pdf

1、核主泵葉輪是核反應堆不可或缺的關鍵部件,其工作條件惡劣,性能要求高,在實際工作中,常常發(fā)生腐蝕性應力開裂,給核電站的安全運行造成巨大的影響。核主泵葉輪通常是采用奧氏體不銹鋼做材料,通過數(shù)控加工而成,由于核主泵性能的要求,需要達到很好的加工質(zhì)量,但不銹鋼又是難加工材料,因此給數(shù)控加工帶來了很大的困難。數(shù)控加工中刀具軌跡會對殘余應力產(chǎn)生影響,進而影響加工表面的抗應力腐蝕性能,因此研究刀具軌跡對殘余應力和抗應力腐蝕性能的影響具有很大的研究價值

2、。
　　本文討論了核主泵葉輪五軸數(shù)控加工技術的研究現(xiàn)況和發(fā)展趨勢,針對核主泵葉輪的結(jié)構(gòu)特點和材料特性,分析和規(guī)劃了數(shù)控加工工藝,通過對比不同刀具軌跡對殘余應力和抗應力腐蝕性能的影響,提出了刀具軌跡的優(yōu)化方向。具體研究內(nèi)容如下:
　　首先,根據(jù) NURBS法建立了核主泵葉輪的三維模型。根據(jù)核主泵葉輪的結(jié)構(gòu)特點和材料特性,對數(shù)控加工工藝進行分析和規(guī)劃,通過ABAQUS有限元仿真軟件對于不同刀具軌跡對殘余應力大小和分布的影響進行了

3、仿真。
　　根據(jù)葉輪根部區(qū)域的特點,采用奧氏體不銹鋼薄板制作U型彎試樣進行抗應力腐蝕實驗,分析了根部區(qū)域加工常用的七種不同刀具軌跡對加工表面抗應力腐蝕性能的影響,為數(shù)控加工刀具軌跡的優(yōu)化提供了方向。以殘余應力作為評價指標,對不同刀具軌跡加工后的殘余應力進行測量,得出的結(jié)論跟腐蝕實驗和有限元仿真結(jié)果吻合。
　　最后對核主泵葉輪進行了刀具軌跡規(guī)劃和仿真,并通過五軸數(shù)控機床完成了葉輪的加工,通過實驗分析了根部不同加工軌跡對加工表面